DE3837941A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer tiefdruckform - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer tiefdruckformInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Herstellung einer Tiefdruckform gemäß dem Oberbegriff der
Patentansprüche 1 bzw. 8.
Bei herkömmlichen Tiefdruckzylindern wird die aus Vertiefungen
(Näpfchen) und zwischen diesen verbleibenden Stegen gebildete
Oberfläche durch mechanischen, elektromechanischen,
elektrothermischen oder chemischen Materialabtrag - teilweise unter
Zwischenschaltung photo-optischer und chemischer Hilfsverfahren -
hergestellt. Da die Näpfchen zur Aufnahme unterschiedlicher
Farbmengen eine unterschiedliche Größe, Tiefe oder einen
unterschiedlichen Abstand zueinander aufweisen, ist das Verfahren
bezüglich der Steuerung der erforderlichen Werkzeuge oder
hinsichtlich der zahlreichen Arbeitsgänge sehr aufwendig. Die bei
großen Maschinen bis zu mehreren Tonnen schweren Formzylinder
müssen zur Herstellung einer neuen Druckform (= Negativbild) aus der
Druckmaschine entnommen, in voluminösen Apparaturen bebildert und
anschließend wieder in die Druckmaschine eingesetzt werden. Aus all
diesen Gründen wurde das drucktechnisch gesehen hochwertige
Erzeugnisse liefernde Tiefdruckverfahren aus wirtschaftlichen
Gründen bisher nur bei sehr hohen Auflagen eingesetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Herstellung einer Tiefdruckform zu entwickeln,
mittels denen dieselbe außerordentlich wirtschaftlich hergestellt
werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der
Patentansprüche 1 bzw. 8 gelöst. Die Bebilderung der Tiefdruckform
kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen
Vorrichtung unmittelbar in der Druckmaschine erfolgen. Formzylinder-
Transportvorrichtungen entfallen somit vollständig. Die
erfindungsgemäß hergestellte Tiefdruckform kann in einfacher Weise
in der Druckmaschine gelöscht und für eine neue Bebilderung
vorbereitet werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Nachfolgend sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der Zeichnungen erklärt. Es zeigt
Fig. 1 einen schematischen Ausschnitt einer Tiefdruckmaschine mit
einer unmittelbar an einen Tiefdruckformzylinder
angestellten Bildpunkt-Übertragungseinheit,
Fig. 2 einen schematischen Ausschnitt einer Tiefdruckmaschine mit
einer Substanzübertragung mittels eines Transferbandes,
Fig. 3 bis 6 in vergrößerter Darstellung vier verschiedene Stadien bei
einer mittels Transferbandes erfolgenden Bebilderung einer
Tiefdruckform,
Fig. 7a bis c eine Variante mit einer Ausbildung des Transferbandes
als austauschbare Cassette,
Fig. 8 eine Variante mit einer Anordnung des Transferbandes, der
Bildpunkt-Übertragungseinheit und der Bildabgabeeinheit in
einem Umrüstroboter,
Fig. 9 einen schematischen Ausschnitt einer Tiefdruckmaschine mit
einer Druckbild-Löscheinrichtung.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Druckformzylinder einer Tiefdruck-
Rollenrotationsmaschine bezeichnet. An diesen ist eine Bildpunkt-
Übertragungseinheit 2 anstellbar, die in diesem Fall eine parallel
zu einer Mantellinie des Druckformzylinders angeordnete
Führungsleiste 3 und einen längs dieser verfahrbaren Druckkopf 4
aufweist. Der Druckkopf 4 ist mit wenigstens einer Düse versehen,
durch die eine feste, unter Wärmeeinwirkung verflüssigbare Substanz
unter Druck herausgespritzt wird. Der zeit- und mengenmäßige Verlauf
des Herausspritzens wird analog zum Inkjet-Prinzip eines
Tintenstrahldruckers von einer Steuereinheit 5 gesteuert, die über
eine Signalleitung 6 einem Druckbild entsprechende, digital codierte
Daten aus einem nicht dargestellten Bildspeicher ausliest. Die
Übertragung der Substanz erfolgt punktweise Zeile für Zeile, wobei
bei Verwendung mehrerer in Umfangsrichtung des Druckformzylinders 1
versetzter Düsen mehrere Zeilen parallel geschrieben werden können.
Die Informationstiefe - die der Variationsbreite bezüglich der
Menge der übertragenen Substanz entspricht - beträgt vorzugsweise
1 Byte je Bildpunkt, d.h. 256 mögliche Farbabstufungen.
Die Oberfläche des Druckformzylinders 1 ist als Tiefdruckrohform mit
einem Näpfchengrundraster (siehe Fig. 3) versehen, das aus Näpfchen
7 und zwischen diesen angeordneten Stegen 8 gebildet wird. Die Tiefe
der Näpfchen 7 ist so gewählt, daß diese mindestens die maximal zu
übertragende Farbmenge aufnehmen können.
Wird nun aus einer Düse der Bildpunkt-Übertragungseinheit 2 eine der
Bildinformation umgekehrt proportionale Menge der verflüssigten
Substanz in eines der Näpfchen 7 gespritzt, so härtet diese in
Kontakt mit der kalten Oberfläche des Druckformzylinders sehr
schnell aus und bildet am Grund des Näpfchens 7 eine die
Näpfchentiefe vermindernde Schicht 9 (siehe Fig. 5). Bei einem an
diesen Bebilderungsvorgang anschließenden Einfärbevorgang füllt sich
jedes Näpfchen 7 nur mit einer Farbmenge, die dem Volumen des
Näpfchens bei der Tiefdruckrohform abzüglich des Volumens der Schicht
9 entspricht (siehe Fig. 6). Die Einfärbung erfolgt in bekannter
Weise mittels eines in der Höhe verstellbaren Farbkastens 10, in den
im angehobenen Zustand ein Teil des Druckformzylinders 1 eintaucht.
Überschüssige Farbe wird durch eine an den Druckformzylinder 1
anstellbare Rakel 11, die sich an den Stegen 8 abstützt, abgerakelt
und in den Farbkasten 10 zurückbefördert. Das Druckbild wird von den
Näpfchen entsprechend ihrer Farbfüllung an eine Bedruckstoffbahn 12
übertragen, die um einen Druckzylinder 13 herumgeführt ist und von
diesem an den Druckformzylinder 1 angedrückt wird.
Bei einem weiteren, in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
erfolgt die Bebilderung des Druckformzylinders 1 in indirekter
Weise. Hierzu ist zwischen einer Bildpunkt-Übertragungseinheit 14
und dem Druckformzylinder 1 ein Transferband 15 angeordnet. Die
Bildpunkt-Übertragungseinheit 14 setzt sich zusammen aus einer quer
zum Transferband 15 angeordneten Führungsleiste 16, einem längs
dieser verfahrbaren, mit mindestens einem beheizbaren Element
bestückten Thermodruckkopf 17 und einer zwischen diesem und dem
Transferband 15 angeordneten Transferfolie 18. Die Transferfolie 18
ist auf ihrer dem Transferband 15 zugewandten Unterseite mit einer
festen, bei Wärmeeinwirkung schmelzbaren Substanz beschichtet. Sie
ist auf einer Trommel 19 aufgespult und wird nach jeder Zeile, um
die das Transferband 15 weiterbewegt wird, synchron zu diesem
weitertransportiert, wobei der benutzte Teil der Transferfolie auf
eine Trommel 20 aufgespult wird.
Durch das (die) Heizelement(e) des Thermodruckkopfes 17 wird
entsprechend einer durch eine Steuereinheit 21 aus einem nicht
dargestellten Bildspeicher ausgelesenen, digital codierten
Bildinformation eine unterschiedliche Menge der Substanz erschmolzen
und auf dem Transferband 15 abgelegt. Die Übertragung der Substanz
erfolgt punktweise Zeile für Zeile, wobei bei Verwendung mehrerer in
Umfangsrichtung des Transferbandes 15 versetzter Elemente mehrere
Zeilen parallel geschrieben werden können.
Die Informationstiefe - die der Variationsbreite bezüglich der
übertragenen Substanzmenge entspricht - beträgt vorzugsweise 1 Byte
je Bildpunkt, d.h. 256 möglichen Farbabstufungen. Sie wird durch
unterschiedliche Intensität der Aufheizung und des Anpreßdruckes
der Heizelemente erreicht.
Das Transferband 15 wird über mehrere Umlenkwalzen 22 so an den
Druckformzylinder 1 herangeführt, daß es an einem Teil seines
Umfangs anliegt. In diesem Teil ist eine Bildabgabeeinrichtung 23
angeordnet, die durch Energieeinwirkung auf die Rückseite des
Transferbandes 15 ein erneutes Aufschmelzen der Substanzteile und
deren Übertragung auf den Druckformzylinder 1 bewirkt. Die
Bildabgabeeinheit 23 wird vorzugsweise von einer heizbaren, mit
einstellbarem Druck an die Rückseite des Transferbandes 15
anstellbaren Walze 24 gebildet. Die Übertragung der Substanz vom
Transferband 15 auf den Druckformzylinder 1 erfolgt zeilenweise oder
gar flächig und ist somit erheblich schneller als die punktuelle
Übertragung durch den Thermodruckkopf auf das Transferband. Die
Entkoppelung des langsameren Beschreibens des Transferbandes 15
von der wesentlich schnelleren Abgabe der dort gespeicherten
Substanz an den Druckformzylinder 1 bringt erhebliche Zeitvorteile
in der Produktion: nach Fertigstellung einer Druckform kann das
Transferband 15 während des Fortdruckes vom Druckformzylinder 1
abgestellt und bereits mit einem Substanzauftrag für das nächste
benötigte Druckbild versehen werden. Bei entsprechender Länge des
Transferbandes können auch alle für eine Schicht- oder
Tagesproduktion erforderlichen Druckbilder dort im voraus abgelegt
und somit zwischengespeichert werden.
In den Fig. 3 bis 6 ist ein Teil der Oberfläche des
Druckformzylinders 1 in mehreren Phasen der Druckformherstellung
vergrößert dargestellt. Das Transferband 15 ist - wie Fig. 3 zeigt -
aus zwei Schichten aufgebaut: einer in Längsrichtung sehr zugfesten,
absolut maßhaltigen Trägerschicht 25 und einer fest mit dieser
verbundenen Antihaftschicht 26, die vorzugsweise aus
Polytretrafluoräthylen (PTFE) besteht. Auf letzterer werden die
durch die Bildpunkt-Übertragungseinheit 14 aus der Transferfolie 18
herausgelösten Substanzteile 27 a, 27 b, 27 c, 27 d . . . abgelegt. In
Fig. 4 wird das Transferband 15 mit seiner die Substanzteile 27 a,
. . ., 27 d . . . tragenden Unterseite von der Walze 24 gegen die
Oberfläche des Druckformzylinders 1 gepreßt, durch Energieeinwirkung
auf die Rückseite des Transferbandes 15 geschmolzen und in den
Näpfchengrundraster hineingedrückt, wo sie in Kontakt mit den kalten
Flächen schnell aushärten (Fig. 5).
Evtl. über die Näpfchen hinausragende Substanzreste können in einem
nicht dargestellten Zwischenschritt mittels einer mit leichtem
Anpreßdruck über die Stege 8 hinweggezogenen Heißrakel abgerakelt
werden. Beim anschließenden Einfärben (siehe Fig. 6) der nunmehr
fertigen Tiefdruckform mittels Farbkasten 10 und Rakel 11 nimmt
jedes Näpfchen nur eine solche Farbmenge 25 auf, wie die erkaltete
Substanz 9 vom ursprünglichen Näpfchenvolumen übriggelassen hat.
Für die Gestaltung des Transferbandes 15 gibt es verschiedene
Möglichkeiten: Es kann in einer austauschbaren Cassette 28
angeordnet sein (siehe Fig. 7), die von einer fernab des
Druckformzylinders 1 angeordneten Bildpunkt-Übertragungseinheit 14
bebildert und anschließend an den Druckformzylinder 1 angestellt
wird, wobei die auf ihrer Oberfläche haftenden Substanzteile 27 von
einer in die Cassette integrierten oder einer an diese anstellbaren
Bildabgabeeinheit 23 an jenen übertragen werden.
Das Transferband 15 kann auch mit der Bildpunkt-Übertragungseinheit
14 und der Bildübergabeeinheit 23 in Form eines Umrüstroboters 29
gestaltet sein (siehe Fig. 8), der an einem Schienensystem 30 längs
der Druckmaschine verfahrbar ist und mit seinem die
Bildabgabeeinrichtung 23 tragenden Ende wechselweise an
verschiedene Druckformzylinder 1 anstellbar ist. Das Transferband 15
ist in diesem Falle über mehrere, an einzeln schwenkbaren Hebeln
gelagerte Umlenkwalzen 31 geführt, wodurch eine große Beweglichkeit
des Umrüstroboters 29 gewährleistet ist.
Es sind auch andere Kombinationen der in den verschiedenen
Ausführungsbeispielen gezeigten Einzelelementen denkbar: So kann die
Bebilderung des Transferbandes 15 (als Cassette oder auch als
Umrüstroboter) ebenso durch eine nach dem Prinzip eines
Tintenstrahldruckers arbeitende Bildpunkt-Übertragungseinheit 2 des
ersten Ausführungsbeispiels erfolgen. Bei der Bildabgabeeinrichtung
23 sind ebenfalls verschiedene Varianten denkbar. So kann das
Aufheizen der auf dem Transferband 15 abgelegten Substanzteile auf
verschiedenste Art erfolgen, wie beispielsweise eine separate, der
Walze 24 vorgeschaltete Heizeinrichtung 32 (siehe Fig. 2). Die
Substanzübertragung kann bei entsprechender Dotierung der Substanz
magnetisch oder elektrostatisch unterstützt werden (siehe Magnet 33
in Fig. 7c).
Als Substanz für die Bebilderung kann beispielsweise ein
thermoplastischer Kunststoff oder ein Wachs verwendet werden.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte Tiefdruckform läßt sich
nach Beendigung eines Druckvorganges sehr schnell für einen weiteren
Bebilderungsvorgang wieder herstellen. Dazu wird nach dem Abwaschen
der Farbreste gemäß Fig. 9 eine Löscheinrichtung 34 an den
Druckformzylinder 1 angestellt, die die thermoplastische Substanz
mittels einer Wärmequelle verflüssigt und mittels einer Wisch-
und/oder Ausblas- bzw. Absaugeinrichtung vom Druckformzylinder 1
entfernt. Zur Entfernung der geschmolzenen Substanz sind auch
Fließstoffbänder einsetzbar, die die verflüssigte Substanz über
Kapillarkräfte in ihre Faserzwischenräume aufsaugen.
Der Druckformzylinder 1 ist vorzugsweise aus einem Keramikwerkstoff
hergestellt. Durch die hohe Verschleißfertigkeit und hohe
Hitzebeständigkeit weist ein solcher Druckformzylinder eine große
Lebensdauer auch bei häufig wechselnden Druckbildern auf.
Gleichzeitig wird der Verschleiß einer auf Keramikstegen gleitenden
Rakel reduziert.
Claims (14)
1. Verfahren zur Herstellung einer Tiefdruckform, die beim
Einfärben vor dem Druckvorgang in Näpfchen unterschiedlicher
Größe und/oder Tiefe unterschiedliche Farbmengen aufnimmt,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- a) Herstellen einer Tiefdruckrohform (1) mit einem mindestens auf die maximal zu übertragende Farbmenge ausgelegten Näpfchengrundraster,
- b) Einbringen einer festen, durch Energieeinwirkung in einer Bildpunkt-Übertragungseinheit (2, 14) verflüssigbaren Substanz (27) in einer zur zu übertragenden Farbmenge umgekehrt proportionalen Menge in jedes der Näpfchen (7).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Substanz auf eine Transferfolie (18) aufgebracht ist und nach
dem Thermotransferverfahren an die Tiefdruckrohform abgegeben
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Substanz in einem Schmelzspritz-Verfahren durch eine einem
Tintenstrahldrucker ähnliche Vorrichtung (4) aufgespritzt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Substanz zunächst entsprechend einer
zur Farbintensität der einzelnen Bildpunkte umgekehrt
proportionalen Menge auf einem Transferband (15) abgelegt wird,
von welchem sie durch erneute Energieeinwirkung an die
Tiefdruckform übertragen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Übertragungsgeschwindigkeit beim Übertragen der Substanz vom
Transferband (15) an die Tiefdruckform größer ist als beim
Übertragen der Substanz auf das Transferband (15).
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß als weiterer Verfahrensschritt nach dem
Aufbringen der Substanz auf die Tiefdruckform eine Abrakelung
derselben mit einer beheizbaren Rakel erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bildpunkt-Übertragungseinheit (2, 14)
in einer Führungsleiste (3, 16) geführt wird und zeilenweise
unter Einzeladressierung jedes Näpfchens (7) mit einer
Informationstiefe von einem Byte die Substanz (27) mittelbar
über das Transferband (15) oder unmittelbar an die
Tiefdruckrohform (1) überträgt.
8. Vorrichtung zur Herstellung einer Tiefdruckform, die beim
Einfärben vor dem Druckvorgang in Näpfchen unterschiedlicher
Größe und/oder Tiefe unterschiedliche Farbmengen aufnimmt,
gekennzeichnet durch eine Bildpunkt-Übertragungseinheit (2,
14), die über Signalleitungen (6) mit einem elektronischen
Bildspeicher verbunden ist, und mit einer oder mehreren
entsprechend der Bildinformation mit Energie beaufschlagbaren
Elementen versehen ist, die aus einer an ihr vorbeigeführten,
mit einer aufschmelzbaren Substanz beschichteten Transferfolie
(18) entsprechend der Dauer und/oder Intensität der
Energieeinwirkung Substanzteile (27) für eine negative
Bebilderung einer Tiefdruckrohform (1) herauslösen und durch
eine Tiefdruckrohform (1), die im unbebilderten Zustand ein in
Größe, Tiefe und/oder Abstand einer bestimmten Funktion
folgendes einheitliches Raster von Näpfchen (7) aufweist,
welche von den in flüssigem oder teigigem Zustand
eingebrachten, aushärtenden Substanzteilen (27) unterschiedlich
gefüllt die eigentliche Tiefdruckform bildet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bildpunkt-Übertragungseinheit (14) mit einem in mehreren
Gelenken verschwenkbaren Transferband (15) und einer
Bildabgabeeinheit (23) in einem Umrüstroboter (29) angeordnet
ist, der längs einer Druckmaschine verfahrbar und mit seinem
die Bildabgabeeinheit (23) tragenden Ende wechselweise an
verschiedene Tiefdruckformzylinder (1) anstellbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
von der Bildpunkt-Übertragungseinheit abgelösten Substanzteile
(27) auf einem Transferband (15) abgelegt werden, daß in einer
austauschbaren Cassette (28) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Cassette (28) mit einer Bildabgabeeinheit (23) koppelbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Bildabgabeeinheit in die Cassette (28) integriert ist, die
jeweils beim Anbringen der Cassette (28) an einer zu
bebildernden Tiefdruckrohform (1) mit einer Energiequelle
koppelbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Tiefdruckrohform als nahtloser
Tiefdruckformzylinder mit keramischer Oberfläche ausgebildet
ist.
14. Verfahren zum Löschen einer gemäß Anspruch 1 hergestellten
Tiefdruckform, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Reinigen
von Farbresten eine interne oder externe Beheizung der
Tiefdruckrohform (1) zu einer Verflüssigung oder Sublimation der
Substanz führt und diese durch eine als Wisch- und/oder
Ausblas- bzw. Absaugeinrichtung ausgebildete Löscheinrichtung
(34) entfernt wird.
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